Ученые повернули время вспять: квантовая теория против термодинамики

Второй закон термодинамики гласит, что в изолированной системе энтропия нарастает со временем, и движение тепла осуществляется от более горячих тел к более холодным. Однако новый эксперимент, проведенный международной группой ученых, опровергает это положение и доказывает, что термодинамическая «стрела времени» не является абсолютной концепцией.

В рамках эксперимента ученые обратились к коррелированным частицам. Их концепт похож на концепт частиц, образующих квантовую запутанность, однако они не так тесно связаны друг с другом. Исследователи начали работу с изучения молекулы трихлорметана: они нагрели ядро атома водорода так, чтобы оно было теплее ядра атома углерода, и наблюдали за током энергии.

Когда ядра двух атомов находились в некоррелированном состоянии, тепло, согласно второму закону термодинамики, и в самом деле двигалось от более теплого к более холодному ядру. Однако после корреляции ядер ученые внезапно увидели, что тепло потекло «назад» — нагретое ядро становилось все горячее, а его более холодный сосед принялся остывать.

По мнению исследователей, их эксперимент не нарушает второй закон термодинамики, поскольку тот попросту не учитывает коррелирование частиц. Успешный опыт демонстрирует скорее исключение из правила.

Данный опыт является отличной демонстрацией того, что даже в привычных системах окружающего нас мира могут скрываться тайны, которые еще только предстоит разгадать. Каждое новое открытие приводит к все новым вопросам — как знать, не изменятся ли фундаментальные основы привычной нам науки через несколько десятков лет?

Поскольку все больше исследований опирается на квантовые вычисления, возможно именно эта область физики и математики позволит нам разгадать самые главные тайны Вселенной — найти и выделить темную материю, подчинить себе время или даже вывести «универсальное уравнение бытия», которое объяснило бы совокупность и закономерность всех процессов, происходящих в нашем мире.

По материалам: popmech